Стаи насекомых заряжают нижние слои атмосферы статическим электричеством
В новом исследовании, опубликованном в журнале iScience, утверждается, что живые организмы также могут влиять на атмосферное электричество и даже могут помочь нам понять до сих пор необъяснимые пространственно-временные вариации электрических полей нижней атмосферы. В частности, исследователи обращают внимание на летающих насекомых, образующих рои и совершающих массовые перемещения, таких как саранча, медоносные пчелы и перелетные виды бабочек.
"Мы всегда рассматривали, как физика влияет на биологию, но в какой-то момент мы поняли, что биология также может влиять на физику", - говорит первый автор исследования Эллард Хантинг, биолог из Бристольского университета. "Нас интересует, как различные организмы используют статические электрические поля, которые практически повсеместно присутствуют в окружающей среде".
Насекомые, такие как медоносные пчелы, приобретают положительный заряд из-за трения с молекулами воздуха во время полета. Это хорошо известное явление, и оно было предложено в качестве механизма, который помогает пыльце прилипать к телу пчелы, когда она перелетает с цветка на цветок. Учитывая, что пчелы образуют плотные рои в те периоды года, когда они ищут новые места для устройства дома, исследователи задались целью измерить изменения в электрическом поле, связанные с движением этих роев.
Они обнаружили, что когда рой пролетал над их монитором электрического поля, наблюдалось изменение атмосферного электрического заряда в зависимости от плотности примерно на 100 Вм-1. Чем плотнее был рой, тем больше увеличивалась сила электрического поля на уровне земли. Эти данные свидетельствуют о том, что рой медоносных пчел содержит достаточно заряда, чтобы повлиять на градиент атмосферного потенциала, и что этот источник электричества может оказывать заметное возмущающее влияние на местную электрическую среду.
"То, как рои насекомых влияют на атмосферное электричество, зависит от их плотности и размера", - говорит соавтор исследования Лиам О'Рейли, биолог из Бристольского университета. "Мы также рассчитали влияние саранчи на атмосферное электричество, поскольку саранча роится в библейских масштабах, занимая площадь в 460 квадратных миль, а 80 миллионов саранчи - менее квадратной мили; их влияние, вероятно, намного больше, чем у медоносных пчел".
Исследователи измерили электрический заряд отдельных особей пустынной саранчи Schistocerca gregaria (805 + 295 пикокулонов) и умножили его на опубликованные оценки численности роя, чтобы определить возможное влияние роящейся саранчи на местные атмосферные электрические поля. Их результаты показали, что рои саранчи способны изменять местную электрическую среду в степени, сравнимой с метеорологическими явлениями, такими как грозы. С другой стороны, бабочки оказывают гораздо меньшее влияние на электрические поля из-за своей склонности перемещаться с гораздо меньшей плотностью.
"Мы только недавно обнаружили, что биология и статические электрические поля тесно связаны между собой, и что существует множество не подозреваемых связей, которые могут существовать в различных пространственных масштабах, начиная от микробов в почве и взаимодействия растений и опылителей до роев насекомых и, возможно, глобальной электрической цепи", - crfpfk Хантинг.
